KR930006090B1 - 포백의 표백방법 및 장치 - Google Patents
포백의 표백방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 포백을 이송하기 위한 북수개의 안내롤러에 맞는 통상압력습열처리실을 사용하여 본 발명에서 연속적으로 장척포백을 표백하는 일반적인 본 발명 장치의 예시도,
제2도는 활성화제로서 카르보닐화합물을 사용하는 경우의 또다른 예를 표시하는 예시도,
제3도는 습열처리실에서 안내롤러 다음에 적상기(積上器)가 추가된 본 발명장치의 예를 표시하는 예시도,
제4도는 두단계로 연속적으로 습열처리를 수행하는 장치를 표시하는 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 장척포백 2 : 표백용액탱크
3 : 짜는롤러 4 : 압력습열처리실
5 : 분무기 또는 초음파분무기 6 : 안내롤러
7 : 가열수단 8 : 활성화제탱크
9 : 가스배출구 10 : 가열실
11 : 반응실 12 : 중화탱크
13 : 이산화염소가스감지기 14 : 배기파이프
15 : 가열파이프 16 : 적상기(積上器)
17 : 배기파이프 18 : 부스터
본 발명은 장척포백의 연속표백방법, 특히, 에너지를 절약하는데 있어 우수한 결과를 가져오도록한 방법, 및 그 장치에 관한 것이다.
공업적으로 제조되는 장척포백을 아염소산나트륨을 사용하여 표백하는 종래의 방법에 있어서는, 포름산 및 아세트산과 같은 유기산 또는 인산 및 황산과 같은 무기산과 함께 아염소산나트륨을 함유하는 표백수용액을 상온에서 피처리포백에 부여하고, 그 포백을 가스상 또는 액상매체의 처리실에서 습열처리하여 목적으로하는 표백처리를 연속적으로 행하였다.
상기 장척포백의 연속표백방법을 상세히 설명하면, 다음과 같이, 처리수용액의 PH를 3-4로 조정하고 상온에서 상기 표백용액에 포백을 연속적으로 통과시켜 포백을 침지한 후에, 짜는 롤러를 사용하여 포백을 짜서 용액함량을 적절하게(대략 100%)만든 다음, 얻어진 포백을 가스상 또는 액상매체의 표백실내로 연속적으로 통과시킨다. 표백실에서 포백이 접혀져 계속해서 포백더미를 형성하고, 80~90℃에서 40~60분간 표백을 한다. 처리시간이 충분히 지난 후에, 처리된 포백더미를 처리실 밖으로 꺼내어 장척포백의 연속 표백을 끝마치게 된다.
그러나, 이와같은 예에 있어서는, 포백이 이런식으로 연속적으로 쌓이기 때문에, 이렇게 쌓인 포백의 내, 외의 온도분포가 불균일하여, 포백더미의 내부온도는 불가피하게 낮아진다. 따라서, 반응속도, 즉 표백속도는 포백더미의 내부에서 낮고, 이것이 상술한 바와 같이 포백더미의 내부에까지 충분히 표백을 완성하기 위해 약 40~60분의 긴시간을 필요로하는 이유가 된다. 또한, 처리정도가 장소마다 상이하기 때문에, 균일한 표백제품을 얻기 어려우며, 더구나 처리시간이 상술한 바와 같이 불가피하게 길어지기 때문에, 포백이 접히면서, 특히 포백자체의 무게로 인해 포백더미의 바닥부분에 주름이 형성되는 것을 피할 수 없고, 주름의 형성은 고밀도포백 및 세사수(細絲數)포백에 있어 특히 현저하다.
별도로, 포백더미를 형성하는 결점을 피하기 위하여, 장척포백을 연속적으로 표백함에 있어서, 표백되는 포백을 복수의 안내롤러 또는 적상기를 사용하여 연속적으로 인장없이 습열처리실을 통하여 이송시키는 방법이 제안된 바 있다. 그러나, 장척포백의 각 부분을 균일하게 표백하기 위하여 약 40~60분의 긴처리시간을 요하기 때문에, 처리실내에 머무르는 포백의 길이가 불가피하게 매우 길게 되고, 따라서 포백을 연속적으로 이송하기 위하여 필요한 안내롤러의 수가 대단히 많아지고 적상기의 치수가 대단히 커진다. 시험적으로, 포백의 통과속도가 습열처리실내의 동일처리시 통상 100m/min인 상태하에서 습열처리실내에 머무르는데 필요한 포백의 길이를 계산해보면, 처리실내에서 머무르는 포백의 길이는 표백시간이 상술한 경우에서와 같이 40~60분의 될때, 4,000~6,000미터로서 불가피하게 대단히 긴 것이 된다. 그러므로 그와같은 조치는 결코 실제적이 아니라는 것이 명백하다.
이러한 상황하에서, 본 발명자는 최근에 이건에 관하여 일본국 특원평 제 2-125880호 및 동 2-125881호를 출원한 바 있으며, 본 발명은 이들의 계속이다.
본 발명의 기술적사상은 아염소산나트륨수용액으로 포백을 표백하는 반응시간이 단출될 수 있을때, 상술한 바와 같은 포백을 쌓는 경우에서와 같이 포백에 주름을 형성하는 결합이 방지될 수 있는. 소형적상기위에 제한된 수의 안내롤러를 사용하여 습열처리실내에서 연속적으로 포백을 이송시키는 방법을 적용할 수 있다는 것을 근거로 하는 것이다. 따라서, 본 발명의 요점은 포백에 표백제를 부여하는 방법을 개량함으로써 습열처리실내에서 표백제로서 아염소산나트륨을 사용하여 포백을 표백하는 반응시간을 현저하게 단축시키는 것이다.
아염소산나트륨용액을 사용하여 포백을 표백하는 처리시간을 단축시키는 방법으로서, 처리액의 PH를 낮추는 것, 농축처리액을 사용하는 것, 다량의 처리액을 사용하는 것, 처리온도를 높히는 것등의 방법을 고려할 수 있으나, 이 방법들중의 어느 하나에 있어서도, 표백시간을 충분히 낮게, 예를들면 2분으로까지 단축시킬 수는 없다. 적어도 약 10분은 필요하다.
이러한 생각들과는 달리, 본 발명에서 아염소산나트륨을 사용함에 있어 포백의 표백시간을 단축시키는 원리는 아염소산나트륨을 함유하는 분위기를 산성으로 만들기 위해 활성화재를 사용하여 습열처리실의 분위기를 산성으로 만드는 것이다. 차후, 이 용어를 간단히 "활성화제"로 칭한다. 산성분위기에 있어서 아염소산나트륨(NaClO2)은 충분히 높은 온도에서 분해되어, 유리아염소산(HClO2)을 통해 이산화염소(ClO2)를 형성하며, 실로 이산화염소는 산화효과로 인하여 포백등의 표백에 효과적이다.
본 발명방법의 바람직한 실시예를 이하 그 장치와 함께 상세히 설명하는 바, 이런 상태에서, 아염소산나트륨수용액을 사용한 포백의 표백은 100℃이내의 온도에서 30~60초 또는 적어도 2분의 대단히 짧은 시간내에 만족스럽게 수행될 수 있다는 것이 입증되었다. 따라서, 상술한 바와같은 종래 기술에서 포백을 접어 더미를 형성할 때의 결함을 제거함으로써, 실사용에 있어 효과적으로 그리고 만족스럽게 단시간내에 연속적으로 인장없이 장척포백을 이송하기 위하여 제한된 수의 안내롤러 또는 소형적상기를 구비한 소형의 상압습열처리실내에서 장척포백의 연속적표백을 수행할 수 있게 된다.
이 경우, 아염소산나트륨으로부터 이산화염소를 형성하기 위해 아염소산나트륨을 함유하는 분위기를 산성으로 만들기 위한 활성제로서, 황산 및 염산과 같은 무기산, 포름산 및 아세트산과 같은 유기산과, 또한 포름알데히드 및 아세트알데히드와 같은 카르보닐화합물이 만족스럽게 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 이미 설명한 바와 같이, 무기 또는 유기산을 상기 선행기술에서와 같이 아염소산나트륨용액에 첨가하나, 표백하기 전에 상온에서 첨가한다. 즉 이들 산은 상온에서 아염소산나트륨을 분해하여 이산화염소를 형성하는데 효과적이나, 형성된 이산화염소는 차거운 상태에서는 포백을 표백하는 효과를 지니지않고 휘산해 버리며, 이렇게 처리된 혼합물이 상기 선행기술에서와 같이 80~90℃의 범위의 고온에서 포백을 표백시킨다고 할지라도, 만족스러운 표백이 단시간내에 수행될 수 없다고 생각되기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 선행기술의 결점들을 제거하고 소형습열처리실을 사용함으로서 장척포백의 연속적인 표백을 행할 수 있어, 얻어진 제품은 대단히 우수하고, 특히 종래기술에 있어 주름의 형성을 피할 수 없다고하는 결점을 지니지 않아 그 효과가 매우 크다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면과 관련하여 상세히 설명한다.
[실시예 1]
제1도에서, (1)은 장척포백, 예를들면, 표백될 면포백 또는 면을 함유하는 혼합사포백이다. (2)는 아염소산나트륨용액이 상온에서 유입될 표백액탱크이고, (3)은 표백액에 침지된 포백을 알맞게 짜내는 짜는 롤러이며, (4)는 표백액탱크(2)로부터 오는 포백의 상압습열처리실이다. 습열처리실(4)에 있어서, (5)는 습열처리실(4)의 내부를 산성으로 만들기 위하여 휘발성활성화제를 공급하기 위한 분무기 또는 초음파 분무기와 같은 수단이다. (6)은 연속적으로 습열처리실(4)를 통하여 뱀모양파형을 형성함으로서 인장없이 포백(1)을 상, 하로 교대로 이송하기 위하여 설치된 복수의 안내롤러이다. (7)은 처리실의 내부를 100℃ 가까운 온도까지 가열하는 가열수단이다.
본 실시예의 장치구조는 상술한 바와같다. 이제, 본 장치의 기능을 설명한다.
첫째로, 표백될 포백(1)을 상온에서 표백액탱크(2)내에 약 0.5~1.0%의 농도를 가지는 약 알카리성 아염소산나트륨을 포함하는 표백액속에 침지하고, 짜는 롤러에 의해 아염소산나트륨액에 침지된 포백을 적절히 짜고, 이렇게 짜진 포백을 가열수단(7)을 사용하여 미리 100℃ 가까운 온도까지 가열한 습열처리실(4)속으로 이송한다.
습열처리실(4)에서는, 휘발성활성화제, 예를들면, 아세트산을 분무기(5)를 사용하여 안개상태로 공급해서 처리실의 분위기를 PH 3~4의 산성으로 만든다. 아세트산 대신에, 무기산으로서의 활성화제 및 이미 설명한 카르보닐화합물도 사용될 수 있다. 다음, 포백을 90~95℃의 온도범위에서 안내롤러(6)에 의해 인장없이 뱀같은 파형을 형성하는 지그재그로 연속적으로 이송하여, 이와같은 목적으로하는 장척포백의 연속표백을 2분내의 단시간으로 행한다. 포백은 균일하고 우수하게, 특히 종래 기술에서는 결코 그 형성을 피할 수 없었던 주름을 형성하지 않으면서 표백된다.
[실시예 2]
본 실시예는 습열처리실의 분위기를 산성으로 만들기 위한 활성화제로서 카르보닐 화합물을 사용한 것을 나타낸다. 제2도에서, (1)은 표백되는 장척포백이고, (2)는 제1도에서와 똑같이 상온에서 아염소산나트륨을 유입시키기 위한 표백액탱크이다. 이 경우, 카르보닐화합물을 포함하는 활성화제를 도입하기 위한 활성화제탱크(8)가 표백액탱크(2) 다음에 설치된다. (3 및 3')는 포백을 각각 짜내기 위한 짜는 롤러이고, (9)는 활성화제탱크(8)내에서 부수적으로 발생된 이산화염소가스의 배출구이다. (4)는 두개의 부분, 즉 가열실(10) 및 반응실(11)로 분리된 습열처리실이다. (6)은 인장없이 연속적으로 뱀모양 파형을 형성하도록 포백(1)을 상, 하 교대로 이송하기 위하여 설치된 복수의 안내롤러이다. 롤러(6)중에서, (6')은 표면에 용이하게 물방울을 형성하기 위한 수냉식의 것이며, (7)은 가열파이프로 이루어지는 복수의 가열수단이다. (12)는 표백된 포백에 함유된 용액을 중화, 제거하기 위한 환원제용액을 넣은 중화탱크이며, (13)는 반응실(11)에서 포백을 표백하는데 사용하기 위하여 아염소산나트륨으로부터 형성된 이산화염소가스의 농도를 측정하는 감지기로서, 상기 감지기(13)에 의하여 측정된 이산화염소의 농도가 너무 높으면, 배기파이프(14)를 개방함으로써 농도를 조절한다.
본 장치를 사용하여 포백의 표백을 수행함에 있어서, 포백(1)은 상온에서 표백액탱크(2)내의 아염소산나트륨용액속의 제1위치에 침지된 다음, 짜는 롤러(3)를 사용하여 짜지고, 이 경우, 또한 상온에서 활성화제로서 카르보닐화합물을 함유하는 활성화제탱크를 더 통과한다. 얻어진 포백은 짜는 롤러(3')를 사용하여 재차 짜져서, 가열 및 습열처리를 시작하기 위하여 습열처리실(4)의 가열실(10)속으로 공급된다. 이와같이 70~90℃로 충분히 가열된 포백을 반응실(11)로 이송되어, 이곳에서 포백은 표백을 더 계속하기 위해 안내롤러(6)의 사용으로 계속 이송된다. 반응실에서, 포백은 표면에 물방울이 가지는 안내롤러(6)에 의하여 가끔 수축되어, 즉, 물방울이 포백에 전달되어서, 표백을 위한 포백의 습열처리가 더욱 효과적으로 수행된다. 이런 방법으로 충분히 표면된 포백은 중화탱크(12)에서 중화되며, 이렇게 하여 충분히 표백된 포백을 얻게된다.
본 실시예에서, 습열처리실의 분위기를 산성으로 하기 위한 활성화계로서 카르보닐 화합물을 사용하였으나, 카르보닐화합물은 그 자체가 산은 아니다. 이것은 충분히 높아진 온도에서 처음으로 활성화제로서 작용하여, 포백이 습열처리실에 공급되기 이전에 상온에서 표백되는 포백에 카르보닐화합물을 간편하게 부여할 수 있으므로, 활성화제로서 카르보닐화합물을 사용하여 포백을 연속적으로 표백하는 것은 이 경우에 있어서 70~90℃의 온도에서 약 30~60초의 단시간내에 습열처리실속에서 더욱 효과적으로 수행될 수 있다.
이 경우에 있어 본 발명의 실제적 이점에 대해 설명한다. 포백의 포백시간이 30~60초로 매우 짧기 때문에, 실제의 장치에서 포백의 통과속도가 이미 설명한 것과 같이 100m/min이면, 습열처리실의 용량은 그속에 포백 50~100미터를 도입하기에 충분하며, 이런 장치는 상업적으로의 실사용에 유익하다. 실시예1의 경우와 같이 포백시간이 2분에 달하는 경우에 있어서도, 습열처리실속에 머무는데 필요한 포백의 길이는 단지 200미터일 뿐으로, 이런 습열처리실 역시 실사용에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명장치는 탁월하게 상업적으로 사용될 수 있다.
[실시예 3]
제3도의 장치는 실시예3에 사용되는 것으로서, 포백의 습열처리를 더 수행할 목적으로 일련의 안내롤러(6) 다음에 적상기가 설치된 것이다. 달리 설명한 것외에, 도면에 번호는 전술한 제1 및 2도의 번호와 동일한 부품을 가리킨다. 또한, (15)는 아염소산나트륨용액을 미리 가열하기 위하여 본 실시예에 있어 표백액탱크(2)속에 설치한 가열파이프이다. (16)은 포백(1)을 안내롤러(6)로 계속하여 이송하기 위한 적상기이고, (17)은 습열처리실(4)의 포백입구부에 설치된 베기파이프이다.
표백액탱크(2)속에서는, 표백될 포백이 80~95℃의 온도에서 0.5~1.0%의 농도를 가지는 아염소산나트륨용액을 통과한다. 포백은 표백액함량을 약 100%로 조설하도록 짜는 롤러(3)을 사용하여 짜내어진 다음에, 습열처리실(4)속으로 공급된다. 습열처리실속에서는, 산, 카르보닐, 또는 그들의 혼합물을 포함하는 활성화제 용액이 분무기 또는 초음파분무기등의 사용에 의하여 0.2~0.5%의 양으로 포백에 첨가된다. 다음에 포백은 복수의 안내롤러(6) 및 적상기(16)를 사용하여 처리실을 통하여 연속적으로 이송된다. 이와같이, 목적하는 포백의 표백을 30~60초의 단시간내에 만족스럽게 달성된다.
[실시예 4]
본 실시예는 제4도에 도시된 것과 같은 장치에서 연속적으로 2개의 습열처리실을 사용하여 두단계로 표백을 행하는 경우를 나타낸다.
제4도에서, 표백액탱크(2)가 조립된 제1습열처리실(4)는 표백액탱크(2')가 조립된 제2습열처리실(4')에 연결되어 있고, 도면중의 번호는 먼저 도면중의 동일 번호에 상응하는 부품이며, 부스터(18 및 18')가 2개의 습열처리실내 각각의 안내 롤러중의 하나에 부착되어 있다. 습열처리실의 수는 2개에만 한정되지 않아, 두개이상의 처리실 역시 적용할 수 있다.
본 실시예에서 포백(1)의 표백을 수행함에 있어서, 표백될 포백(1)은 가열파이프(15)에 의해 60~90℃로 가열된 약 알카리성 아염소산나트륨용액속에 침지되고, 잉여용액을 제거하기 위하여 짜는 롤러(3)를 사용하여 짜내게 된다. 다음에 포백은 가열수단(7)을 사용하여 약 100℃의 온도로 유지된 제1습열처리실(4)속으로 공급된다. 습열처리실(4)속에서, 포백은 활성화제용액을 공급하기 위한 수단(5)을 사용하여 처리실의 분위기를 산성으로 만들기 위하여 활성화제용액을 받으며, 앞서의 실시예와 같이 처리실을 통하여 이송된다. 본 실시예에서는, 특히, 표백을 더욱 효과적으로 가속하도록 부스터(18 및 18')에 의해 항상 수분이 포백에 보충된다. 다음에 포백은 제2습열처리실(4')로 이송되어서, 전과 같이 처리된다.
본 실시예에서, 아염소산나트륨의 전체소모량은 처리된 포백에 대해 약 0.6~0.8%이고, 표백시간은 포백이 겨우 표백가능할 때일지라도 총 약 1~2분 정도 이다. 그러므로, 본 장치는 이와같은 겨우 표백가능한 포백의 표백에 특히 적합하다.
Claims (10)
- 아염소산나트륨을 함유하는 표백수용액으로 포백을 침지하고, 이렇게 침지된 포백을 산성분위기하의 100℃에서 습열처리하는 것으로 이루어진 포백의 표백방법.
- 제1항에 있어서, 침지된 포백을, 아염소산나트륨의 분해에 의한 포백의 표백을 위하여 활성인 이산화 염소를 형성하도록 활성화제의 첨가에 의하여 산성화된 분위기를 통과시키는 것을 특징으로하는 포백의 표백방법.
- 제2항에 있어서, 상기 활성화제는 황산 및 염산등의 무기산, 포름산 및 아세트산등의 유기산, 및 포름알데히드 및 아세트알데히드등의 카르보닐화합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 포백의 표백방법.
- 제1, 2 및 3항중의 어느한 항에 있어서, 표백액으로서 아염소산나트륨용액에 침지된 포백을 활성화제의 첨가에 의하여 분위기가 PH 3~4로 산성화된 상압습열처리실속에서 연속습열처리하는 것을 특징으로 하는 포백의 표백방법.
- 제1 내지 3항중의 어느한 항에 있어서, 표백액으로서 아염소산나트륨용액에 침지된 포백을 카르보닐화합물을 포함하는 활성화제 용액속에 더욱 침지하고, 얻어진 포백을 미리 사용된 활성화제의 효과로 인하여 분위기가 PH 3~4로 산성화된 습열처리실속에서 90~95℃로 연속습열처리하는 것을 특징으로하는 포백의 표백방법.
- 제1 내지 3항중의 어느한 항에 있어서, 침지된 포백을 복수의 상압습열처리속에서 습열처리를 반복함으로써 연속적으로 표백하는 것을 특징으로 하는 포백의 표백방법.
- 표백액으로서 약 알칼리성 아염소산나트륨용액을 유입시키기 위한 탱크(2)와 ; 처리실을 가열하기 위한 수단(7), 아염소산나트륨을 함유하는 분위기를 산성으로 만들어 이산화염소를 형성하도록 활성화제 용액을 공급하는 수단(5), 및 표백되는 장척포백을 인장없이 연속적으로 이송하는 복수의 안내롤러(6)가 설치된 상압습열 처리실(4)로 이루어지는 포백의 표백장치.
- 표백액으로서 약 알칼리성 아염소산나트륨용액을 유입하기 위한 탱크(2) ; 활성화제로서 카르보닐화합물을 유입하기 위한 탱크(8)와 ; 처리실을 가열하기 위한 수단(7) 및 표백되는 장척포백을 인자없이 연속적으로 이송하는 복수의 가이드 롤러(6)가 설치된 상압습열처리실(4)로 이루어지는 포백의 표백장치.
- 표백액으로서 약 알칼리성 아염소산나트륨용액을 유입하기 위한 가열수단(15)을 가지는 탱크(2)와, 처리실을 가열하기 위한 수단(7), 화성화제용액을 공급하는 수단(5) 및 표백되는 장척표백을 인장없이 연속적으로 이송하는 적상기(16)와 함께 복수의 안내롤러(6)가 연달아 설치된 상압습열처리실(4)로 이루어진 포백의 표백장치.
- 제7항에 있어서, 상기 장치가 복수로 연속적으로 설치된 포백의 표백장치.
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